Устройство герметизации сопла ракетного двигателя

 

Использование: при разработке ракетных двигателей твердого топлива для ракет подводных лодок. Устройство содержит заглушку, на которой смонтирован клапан, подвижная часть которого установлена в цилиндрической направляющей и соединена с поршнем, размещенным в заполненном жидкостью цилиндре, закрепленном на заглушке, при этом в поршне выполнено калиброванное отверстие. Изобретение позволит обеспечить работоспособность двигателя при кратковременных нагрузках внешним давлением, превышающим давление срабатывания клапана. 1 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано, в частности, при разработке РДТТ для ракет подводных плавсредств.

При эксплуатации ракетных двигателей подводных плавсредств давление внешней среды может изменяться в широких пределах. Для неработающего (не нагруженного внутренним давлением) РДТТ повышение внешнего эксплуатационного давления (например, при аварийном погружении) может привести к воспламенению (взрыву) двигателя вследствие разрушения (потери устойчивости) корпуса, рассчитанного на внутреннее давление. В этом случае пожаровзрывобезопасность двигателя обеспечивается его разгерметизацией, например, вскрытием сопловых заглушек при внешнем давлении, меньшем давления потери устойчивости корпуса.

Однако во многих случаях в штатных ситуациях (например, при старте из пускового стакана) кратковременно внешнее давление может превышать давление вскрытия заглушек. В этой ситуации заглушка должна обеспечить сохранение герметичности двигателя в течение достаточно короткого периода времени, когда внешнее давление превышает давление вскрытия заглушки. Это время в реальных условиях старта не превышает нескольких секунд.

Известно устройство для герметизации сопла двигателя в виде заглушки, скрепленной с внутренней стенкой сопла при помощи регламентированно разрушаемых элементов (см. книгу "Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе" под редакцией д.т.н. Л.Н. Лаврова. М.: Машиностроение, 1993 г., стр. 162, рис.3.36). Однако такая заглушка не обеспечивает разгерметизацию двигателя при повышении давления внешней среды.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанного недостатка.

Технический результат достигается тем, что на заглушке вышеназванного известного устройства смонтирован клапан, подвижная часть которого установлена в цилиндрической направляющей и соединена с поршнем, размещенным в заполненном жидкостью цилиндре, который закреплен на заглушке, причем в поршне выполнено калиброванное(ые) отверстие(я).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид предлагаемого устройства. На сопловой заглушке 1, закрепленной на внутренней стенке сопла 2 при помощи крепежных элементов 3 с регламентированным усилием разрушения, установлен клапан А, подвижная часть которого (диск 4) прижата пружиной 10 (через шток 9) к седлу неподвижной части, выполненному в теле заглушки в виде цилиндрической направляющей 11 с упором 12.

На этой же заглушке на кронштейнах (шпильках) 5 закреплен заполненный жидкостью цилиндр в виде стакана 6 с крышкой 7, в котором размещен поршень 8, скрепленный (выполненный заодно) со штоком 9. В поршне выполнено калиброванное отверстие диаметром "d".

Устройство функционирует следующим образом.

При долговременных эксплуатационных перепадах давления диск 4 удерживается в исходном положении за счет усилия плоской пружины 10. При повышении давления наружной среды сверх значения, соответствующего усилию прижатия пружины 10, начинается движение диска 4 в цилиндрической направляющей 11. Этому движению противодействует перепад давления на поршне 8, зависящий от скорости перемещения диска 4 (поршня 8) и величины калиброванного отверстия диаметра "d". При медленном нарастании давления (аварийное погружение) диск 4, перемещаясь до упора в крышку 7, открывает проход для внешней среды в полость двигателя, т.е. разгерметизирует его, а при резком кратковременном нарастании давления гидравлическое сопротивление перемещению поршня 8 увеличивается, и диск 4 не успевает за время воздействия перепада давления выйти за пределы цилиндрической направляющей 11.

Таким образом, предложенное устройство позволяет сохранить герметичность двигателя при кратковременном воздействии внешнего давления, превышающего давление срабатывания (разгерметизации двигателя) при долговременном его воздействии т.е. обеспечить пожаровзрывобезопасность при аварийном погружении и обеспечить работоспособность двигателя при кратковременных нагрузках внешним давлением, превышающим давление срабатывания клапана.

Формула изобретения

Устройство герметизации сопла ракетного двигателя, содержащее заглушку, отличающееся тем, что на заглушке смонтирован клапан, подвижная часть которого установлена в цилиндрической направляющей и соединена с поршнем, размещенным в заполненном жидкостью цилиндре, закрепленном на заглушке, при этом в поршне выполнено калиброванное отверстие.

РИСУНКИ

Рисунок 1